等离子体所科研团队在3-岩藻糖乳糖（3-FL）生物合成领域取得突破

近日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所陈祥松团队在3-岩藻糖乳糖（3-FL）生物合成领域取得重要突破，成功构建了一种高效生产3-FL的大肠杆菌工程菌株，实现了3-FL产量的显著提升，相关研究成果发表在知名学术期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry上。

3-岩藻糖乳糖是母乳低聚糖的重要组成成分，对婴儿健康具有不可替代的重要作用。然而，由于从母乳中直接提取3-FL难度极大，其生物合成一直是科研领域的热点和难点问题。在本研究中，科研团队以大肠杆菌BL21 Star (DE3)为宿主，通过多策略优化，成功构建了一株能够高效合成3-FL的工程菌株，其在5 L生物反应器中发酵生产的3-FL产量高达60.24 g/L，创下目前报道的最高水平。

研究团队首先将3-FL生产模块整合到大肠杆菌中，并筛选出高效的α-1,3-岩藻糖转移酶。随后，通过优化前体合成基因簇和转移酶基因的整合位点，筛选出能够增强3-FL生产的转运蛋白和甘油利用基因。经过一系列的基因工程改造和发酵条件优化，最终获得了高产3-FL的菌株3FL05-1。在摇瓶发酵中，该菌株的3-FL产量达到了11.26 g/L，而在5L生物反应器中进一步放大生产时，3-FL产量更是达到了60.24 g/L，乳糖转化率达到68%，产率为0.19 g/L/h。

这一成果不仅为3-岩藻糖乳糖的工业化生产提供了新的技术路线，也为其他母乳低聚糖的生物合成提供了宝贵的经验和借鉴，展现了我国在生物合成领域的科研实力和创新能力。

论文连接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.4c11761

图1 大肠杆菌从头合成3-FL通路

图2：3-FL 5L罐发酵